李思寰

0 引言

我國是世界上大氣污染最嚴(yán)重的地區(qū)之一，多地PM2.5指數(shù)常年超過100，遠遠超過WHO的指導(dǎo)值（年均值10）。近年來我國大氣污染日趨嚴(yán)重，多地PM2.5居高不下、霧霾天氣頻發(fā)，對居民健康構(gòu)成嚴(yán)重危害，面對日益嚴(yán)重的大氣污染，大氣污染治理迫在眉睫。在大氣污染中，汽車尾氣是重要的來源之一。汽車尾氣已經(jīng)成為形成“霧霾”現(xiàn)象等污染問題的主要污染源，汽車尾氣減排對跨區(qū)域的環(huán)境保護和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義?！办F霾”問題的解決依賴于區(qū)域間政府部門的通力合作，在經(jīng)濟增長降緩的可承受范圍內(nèi)，逐步適當(dāng)提高碳排放稅收標(biāo)準(zhǔn)，從根本上抑制汽車尾氣排放總量，抑制和消除“霧霾”。但這其中存在的一個問題是：汽車尾氣排放產(chǎn)生的“霧霾”等環(huán)境污染問題，由于具有很強的區(qū)域流動性，導(dǎo)致尾氣排放具有嚴(yán)重的“負外部性”。這使得各個地區(qū)政府并不愿意承受以降低經(jīng)濟增長速度和較高治污成本的代價，進行汽車尾氣減排。因此，在經(jīng)濟增長和環(huán)境污染的雙重約束下，尋求一個汽車尾氣排放的跨區(qū)域減排動力機制，對于解決這一困境顯得尤其重要。

本文將在對我國各地區(qū)汽車尾氣排放量測算的基礎(chǔ)上，利用跨區(qū)域汽車尾氣減排的投入產(chǎn)出模型（Multi-regional Input-ouput,MRIO）對我國汽車尾氣跨區(qū)域減排責(zé)任和減排潛力進行了模型量化。在MRIO模型的基礎(chǔ)上，利用2010年中國30個省區(qū)的投入產(chǎn)出表和八大區(qū)域間的投入產(chǎn)出表，對跨區(qū)域汽車尾氣排放減排責(zé)任分解，并基于雙重約束目標(biāo)對2017—2020年中國汽車尾氣減排目標(biāo)進行區(qū)域分攤。

1 中國各地區(qū)汽車尾氣排放量測算

汽車是環(huán)境污染排放物的主要源泉。根據(jù)城市大氣污染物來源的分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年我國主要大城市80%左右的污染物來源于汽車尾氣排放，其主要原因在于大城市汽車尾氣保有量的快速增加。在汽車尾氣排放中，各類污染物包括一氧化碳、二氧化碳、臭氧、碳氫化合物、醛類、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、銅微粒和懸浮粒子等。這意味著，降低機動車污染物的排放量是進行環(huán)境治理的重要組成部分。國內(nèi)外在空氣治理、交通環(huán)境治理、排放預(yù)測的時候，都需要對道路上行駛的汽車污染物排放量進行評估和計算，從而為政策制定與機制設(shè)計提供具體的量化目標(biāo)與依據(jù)。

測算各個地區(qū)的汽車使用而產(chǎn)生的汽車尾氣污染排放物，這需要考慮到各個地區(qū)的汽車保有量、汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)、運行工況、汽車類型、排放因子等差異。在這其中，排放因子反映了汽車的排量水平，是汽車尾氣排放測算的重要依據(jù)?，F(xiàn)階段，常見的測算方法包括臺架測試、實時工況測試、隧道測算、遙感測試等，包括Mobile、Copert等排放因子模型來測算。在新一輪機動車排放標(biāo)準(zhǔn)下，我國部分城市開始執(zhí)行國四（相當(dāng)于歐IV）甚至國五（相當(dāng)于國V）的排放標(biāo)準(zhǔn)，此時應(yīng)用歐洲國家通常使用的Copert模型顯得非常必要。

根據(jù)國家環(huán)?？偩诸C發(fā)的《城市機動車污染排放測算方法》（HJ/T180-2005），機動車污染物排放量模型設(shè)定如下：

其中，EQjw為第 j類型車第w種污染物的年排放量；EQw為所有類型的機動車第w種污染物的年排放量；t、j和n分別表示污染單位、車型和車型總數(shù)；Pj為第 j種類型的機動車保有量；Mj為第 j種類型的機動車平均行駛里程；Efjw表示第 j類型車第w種污染物的排放因子，單位g/km。

2 基于跨區(qū)域減排的MRIO模型

根據(jù)現(xiàn)有文獻可知，探尋汽車尾氣排放跨區(qū)域減排的動力機制，核心在于全面準(zhǔn)確地測算出各個區(qū)域在汽車尾氣減排中應(yīng)當(dāng)承當(dāng)?shù)沫h(huán)境責(zé)任，并且制定一個能夠促使生產(chǎn)者和消費者都改變現(xiàn)有的汽車尾氣排放行為的分配機制。因此，接下來本文將基于區(qū)域投入產(chǎn)出模型，基于生產(chǎn)者和消費者共同承擔(dān)責(zé)任的原則，測算出各個區(qū)域的汽車尾氣減排責(zé)任，將汽車尾氣減排責(zé)任和汽車尾氣減排效率相機和來探討各個地區(qū)的汽車尾氣減排潛力。

2.1 跨區(qū)域汽車尾氣減排責(zé)任模型

將跨區(qū)域汽車尾氣減排的投入產(chǎn)出模型（Multi-regional Input-ouput,MRIO）的基本形式設(shè)定如下：

其中，X表示產(chǎn)出水平；F為各個區(qū)域的最終需求；E和M分別為各個區(qū)域?qū)?yīng)的產(chǎn)品出口和產(chǎn)品進口；A表示區(qū)域的產(chǎn)品直接消耗系數(shù)矩陣；C表示區(qū)域間的貿(mào)易系數(shù)矩陣，由對角矩陣Cns組成：對角線上的元素為產(chǎn)業(yè)i從區(qū)域n到區(qū)域s的產(chǎn)品占該產(chǎn)業(yè)流入到區(qū)域s的全部產(chǎn)品的占比：

為了控制進口的影響，可以從中間需求和最終需求中按照相應(yīng)的比例予以剔除。此時，式（2）可以變?yōu)椋?/p>

在汽車尾氣排放中，通?？吹降能囍魇褂闷嚩欧诺奈矚狻５聦嵣?，汽車尾氣的排放并不能將責(zé)任全部歸結(jié)于汽車車主的使用，而排放標(biāo)準(zhǔn)的制定、汽車零部件的生產(chǎn)、汽車的組裝、汽車零售等環(huán)節(jié)，都應(yīng)當(dāng)承擔(dān)汽車尾氣排放的責(zé)任。也就是說，汽車尾氣的減排責(zé)任分解，應(yīng)該是各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)與消費環(huán)節(jié)都應(yīng)該共同承擔(dān)。因此，基于這一原則，需要將最終的汽車尾氣排放分解到上下游的各個環(huán)節(jié)，這也就涉及到跨區(qū)域的減排安排。

在生產(chǎn)和消費過程中，假設(shè)產(chǎn)業(yè)i將份額αij分配給下游的廠商，將份額βi分配給下游消費者，剩余的汽車尾氣排放被認定為本產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生的排放，成為本行業(yè)應(yīng)該承當(dāng)?shù)钠囄矚鉁p排責(zé)任，其保留的生產(chǎn)者責(zé)任份額為1-αij和1-βi。此時，向最終的消費者即汽車車主轉(zhuǎn)移的汽車尾氣排放份額為βi。根據(jù)這一分解原則，可以將中間需求AX和最終需求F分解為兩個部分，分配給汽車車主和生產(chǎn)者。在這種情況下，式（4）可以轉(zhuǎn)化為：

在上式中，符號?表示點乘；α表示汽車生產(chǎn)者汽車尾氣減排承擔(dān)的責(zé)任份額，β表示汽車消費者汽車尾氣減排承擔(dān)的責(zé)任份額，α和β的取值范圍都為[0,1]，并且滿足以下關(guān)系：

令γ為汽車尾氣的排放強度，L(α)為里昂惕夫逆矩陣。此時，汽車尾氣總減排責(zé)任E可以表示如下：

進一步，可以將汽車尾氣總減排責(zé)任分解為汽車生產(chǎn)者尾氣減排責(zé)任EP和汽車消費者尾氣減排責(zé)任EC：

2.2 跨區(qū)域汽車尾氣減排潛力模型

在進行責(zé)任承擔(dān)的分解之后，還需要確定汽車尾氣跨區(qū)域減排的潛力。因此，本文將構(gòu)建一個汽車尾氣跨區(qū)域減排的潛力模型。將式（4）可以改寫為：

其中，n和i不同時等于s和 j。

假設(shè)各個地區(qū)的汽車尾氣排放強度不變，當(dāng)區(qū)域s產(chǎn)業(yè) j的產(chǎn)出減少了時，相應(yīng)的汽車尾氣排放的變動可以表示為：

此時，區(qū)域s產(chǎn)業(yè)j的汽車尾氣減排效率可以通過計算汽車尾氣排放的變動與總產(chǎn)出的變化的比值得出，即：

3 跨區(qū)域汽車尾氣排放減排責(zé)任測算與區(qū)域分攤

3.1 數(shù)據(jù)來源與說明

本文將采用2010年中國30個省區(qū)（不包括西藏地區(qū)）的投入產(chǎn)出表和八大區(qū)域間的投入產(chǎn)出表。對于里昂惕夫逆矩陣的計算，采用劉衛(wèi)東（2014）公布的“2010年中國30省區(qū)市區(qū)域間投入產(chǎn)出表”數(shù)據(jù)，并將省級數(shù)據(jù)合并為八大區(qū)域。為了和計算汽車尾氣排放時的部門分類一致，也將投入產(chǎn)出表合并為五大部門。對于各個地區(qū)的汽車保有量、機動車類型以及相應(yīng)的排量數(shù)據(jù)，利用Python軟件在各?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）的交通管理局公布的2010年車輛注冊信息爬取得到。

對于汽車尾氣排放，存在著一氧化碳、二氧化碳、臭氧、碳氫化合物、醛類、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、銅微粒和懸浮粒子等多種排放物，這使得減排測算相對復(fù)雜。因此，本文僅考慮汽車尾氣排放中的碳排放數(shù)據(jù)。具體計算公式如下：

其中，TCi表示地區(qū)i的總碳排放量，Eij表示地區(qū)i的第j種含碳尾氣排放量，χj表示第j種含碳尾氣排放折算為碳排放系數(shù)。

利用各省汽車行業(yè)碳排放的數(shù)據(jù)合并為八大區(qū)域的碳排放數(shù)據(jù)，并利用各地區(qū)碳排放量除以區(qū)域投入產(chǎn)出表中的總產(chǎn)出，可以得到各區(qū)域汽車行業(yè)的單位產(chǎn)值碳排放強度向量ci。

3.2 跨區(qū)域汽車尾氣排放減排責(zé)任分解

根據(jù)式（9）和式（14），可以計算出2010年中國八大區(qū)域間汽車行業(yè)調(diào)入、調(diào)出產(chǎn)品隱含的碳直接排放量，而八大地區(qū)汽車行業(yè)的碳間接排放量為其他地區(qū)對該行業(yè)的內(nèi)涵碳排放，兩者共同構(gòu)成了地區(qū)的碳減排責(zé)任。

表12010 年中國八大區(qū)域汽車尾氣碳減排責(zé)任

從表1可以看出，中國的部分區(qū)域汽車尾氣碳減排責(zé)任和碳直接排放量存在著不一致的現(xiàn)象：和汽車尾氣的碳排放量對比，汽車尾氣碳減排責(zé)任總體表現(xiàn)出東部沿海、中部地區(qū)的減排責(zé)任較大，而西部、北部地區(qū)的責(zé)任偏小的規(guī)律。

對于2010年的八大地區(qū)對比，橫向?qū)Ρ瓤梢园l(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：東北地區(qū)的總碳直接排放占比為13.18%，而承擔(dān)的總碳減排責(zé)任則為14.51%；京津冀地區(qū)的碳直接排放占比為14.13%，而碳減排責(zé)任則為5.18%；北部沿海地區(qū)的碳直接排放占比為11.84%，而碳減排責(zé)任則為13.91%；東部沿海地區(qū)的碳直接排放占比為11.6%，而碳減排責(zé)任則為15.38%；南部沿海地區(qū)的碳直接排放占比為7.09%，而碳減排責(zé)任則為7.83%；中部地區(qū)的碳直接排放占比為20.28%，而碳減排責(zé)任則為19.25%；西北地區(qū)的碳直接排放占比為8.99%，而碳減排責(zé)任則為9.7%；西南地區(qū)的碳直接排放占比為12.89%，而碳減排責(zé)任則為14.24%。

從圖1可以清晰看出，總碳減排責(zé)任占比超過碳直接排放占比的地區(qū)為僅僅有京津冀地區(qū)，而其他七個地區(qū)的碳總減排責(zé)任占比都小幅高于碳直接排放占比。

圖1 2010年中國八大地區(qū)總碳減排責(zé)任占比與碳直接排放占比的對比圖

3.3 2017—2020年中國汽車尾氣減排目標(biāo)的區(qū)域分攤

上文考察了區(qū)域總碳減排責(zé)任和碳直接排放的對比情況。事實上，各個地區(qū)的汽車尾氣碳減排責(zé)任安排除了要考慮到各個的碳直接排放情況以外，還需要考慮到各個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)。也就是說，跨區(qū)域的汽車尾氣減排受到了雙重約束的影響。因此，本文需要綜合考慮雙重約束對跨區(qū)域汽車尾氣減排的影響。假設(shè)2017—2020年各區(qū)域的汽車尾氣減排總量占全國的比重與2010年相同，可以依據(jù)這一比重將2010年減排目標(biāo)分攤到各個區(qū)域。具體來講，根據(jù)中國我國政府制定的2020年計劃：總碳排放量在2005年的基礎(chǔ)上降低40%～50%，可以依據(jù)這一減排目標(biāo)進行轉(zhuǎn)換。

設(shè)ΔCi為第i年全國按汽車尾氣減排目標(biāo)和按2010年汽車尾氣碳排放計算所應(yīng)減少的碳排放量：

其中，GDPi為第i年的GDP；Ii為第i年的汽車尾氣目標(biāo)碳排放強度；I2010為2010年的汽車尾氣碳排放強度。根據(jù)式（15）可以計算得到2017—2020年的汽車尾氣碳排放減排量，再根據(jù)各個地區(qū)的碳減排責(zé)任進行分攤。相應(yīng)的結(jié)果見表2所示：

表2 八大區(qū)域汽車尾氣碳排放累計分攤減排總量（單位：千萬噸）

從表2可以看出，2017—2020年全國累計應(yīng)減少的汽車尾氣碳排放量隨著經(jīng)濟增長速度的增加而增加。當(dāng)GDP年均增長速度為6%時，全國累計應(yīng)減少的汽車尾氣碳排放量為900.6千萬噸，而當(dāng)GDP年均增長速度變?yōu)?0%時，全國累計應(yīng)減少的汽車尾氣碳排放量為1042.69千萬噸，兩種情況下增加了200多千萬噸。

從地區(qū)對比來看，中部地區(qū)應(yīng)分攤的汽車尾氣碳減排總量最多，占到了全國總量的25%左右；其次是北部沿海地區(qū)，占到了全國的15%以上；而京津冀地區(qū)分攤的最少，占全國的5%左右。表2的計算結(jié)果，可以為雙重約束下制定汽車尾氣排放跨區(qū)域減排目標(biāo)和任務(wù)，提供有力的數(shù)據(jù)參考和依據(jù)。

4 結(jié)論

本文在對我國各地區(qū)汽車尾氣排放量測算的基礎(chǔ)上，利用跨區(qū)域汽車尾氣減排的投入產(chǎn)出模型（MRIO）考察了我國汽車尾氣排放的跨區(qū)域減排責(zé)任和減排潛力，并利用2010年中國30個省區(qū)的投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)，對跨區(qū)域汽車尾氣排放減排責(zé)任分解，并基于雙重約束目標(biāo)對2017—2020年中國汽車尾氣減排目標(biāo)進行區(qū)域分攤。

本文研究發(fā)現(xiàn)：（1）中國的部分區(qū)域汽車尾氣碳減排責(zé)任和碳直接排放量存在著不一致的現(xiàn)象。汽車尾氣碳減排責(zé)任總體表現(xiàn)出東部沿海、中部地區(qū)的減排責(zé)任較大，而西部、北部地區(qū)的責(zé)任偏小的規(guī)律；（2）2017—2020年全國累計應(yīng)減少的汽車尾氣碳排放量隨著經(jīng)濟增長速度的增加而增加；（3）從地區(qū)對比來看，中部地區(qū)應(yīng)分攤的汽車尾氣碳減排總量最多，占到了全國總量的25%左右；其次是北部沿海地區(qū)，占到了全國的15%以上；而京津冀地區(qū)分攤的最少，占全國的5%左右。

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